LA CONQUETE LUNAIRE

        La fusée Saturn V est une fusée de 110 mètres de hauteur pour 3000 tonnes, équipée de 15 lanceurs pour 7 milliards de dollars. Si l'on place le lanceur à l'horizontal, il couvre presque la longueur d'un stade de football, ce qui équivaut à 36 étages d'un immeuble ! La fusée Saturn V  est composée de trois étages auxquels s'ajoute l'Instrument Unit qui constitue le cerveau de la fusée spatiale : il permet de contrôler les autres étages.

Le premier étage, situé tout en bas, est nommé l'étage S-IC. Il est haut de 42 mètres sur 10 de diamètres La presque totalité de son poids provient du carburant. Il brûle 81 000 litres de kérosène et 13 200 litres d’oxygène liquide, qui sont libérés en seulement 150 secondes. Qui plus est, cet étage possède cinq moteurs de 3750 tonnes de poussée !

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le second étage, dit S2, est également propulsé par cinq moteurs mais de 500 tonnes de poussée cette fois ci, soit environ 1,5 tonnes de carburant consommées par seconde. Il mesure 25 mètres de hauteur pour 10 mètres de diamètres et consomme 10400 litres d’hydrogène liquide et 3320 litres d’oxygène liquide en 6 minutes de vol.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

On dit d'ailleurs que la puissance combinée de ces deux premiers étages génère une énergie capable d'alimenter New York pendant 1 h 15 !

Le dernier étage, dit S4B, mesure 7,6 mètres de diamètre sur 17,6 m de hauteur. Il existe un inter-étage tronconique permettant de passer d'un diamètre de 10 mètres à 7 mètres. Il transporte 132 tonnes de carburant (LH2 et LOX) qui sera propulsé par un unique moteur, il brûle durant près de 3 minutes.

 

 

 

 

 

 

 

 

       Avant son lancement la fusée Saturn V est plus lourde : des carburants refroidis sont la cause d'une formation d'une couche de glace sur les parois des réservoirs avant le lancement. La mise en route du moteur provoque  une forte chaleur qui fera fondre cette glace.

Vient le moment que tout le monde attend : le décollage. Celui est entièrement contrôlé à distance par la base de contrôle se situant à quelques kilomètre de la zone. Lorsque la fusée s'envole, sa flamme d'échappement atteint jusqu'à 500 mètres de long.

 

Les conditions à prendre en compte lors du décollage sont :

• la vitesse de l’envoi de la fusée, car il ne faudrait pas que celle-ci retombe pitoyablement au sol à cause de l’attraction terrestre et de plus elle doit être calculée pour que la trajectoire soit une ellipse dont l’apogée se trouve à hauteur de l’orbite de la Lune c'est-à-dire que sa trajectoire doit couper l’orbite lunaire.

• le temps en fonction des vitesses de la fusée. En effet l’engin doit arriver au point choisi de l’orbite de la Lune exactement au moment où celle-ci s’y trouve aussi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Avant que la fusée décolle (environ 8 secondes) les réacteurs sont déjà allumés, la fusée est retennue au sol par la tour et lorqu'elle a atteint assez de puissance elle sera libérée.Il faudra en tout 12 secondes à la fusée pour quitter la tour. La poussée alors développée par les réacteurs est de 3 400 tonnes. La vitesse de la fusée est lente au décollage, à cause du poids de la fusée mais par la suite elle augmente alors très rapidement. 

Pour échapper à l’attraction terrestre, rappelons que la fusée doit dépasser une certaine vitesse : la vitesse d'évasion calculée dans la partie précédente. Nous rappelons que celle-ci est de 11,2 km/s et qu'elle est bien sûr supérieur à 8km/s : la vitesse circulaire qui permet de rester en orbite.

 

       Tout d'abord, dès le décollage et tout le long du trajet, s'utilise le principe de l'action réaction. Pour cela, au bout de 135 secondes, le premier étage vidé de carburant est éjecté. Ce dernier chute dans l'océan n'étant absolument pas controlé par les pilotes, tandis que le deuxième étage prend le relais. Il permet de propulser le vaisseau à 24600 km/h lui permettant d'atteindre les 185 kms d'altitude. Quelques minutes plus tard, le 2ème étage est à son tour éjecté de l'ensemble et retourne sur Terre. Le vaisseau sort alors de l'atmosphère, c'est à dire qu'il est dans l'espace, il ne reste plus qu'à le mettre en orbite autour de la Terre, grâce à la mise à feu du moteur du 3ème étage, qui propulse alors la fusée à une vitesse circulaire de 5,8 km/s et ainsi le vaisseau fait plusieurs orbite terrestres à 190 km d'altitude en moyenne ce qui permet aux astronautes de faire une petite pause et de perdre la pression accumulé lors du décollage. Pendant cette « pause », tous les systèmes internes sont contrôlés par les équipes au sol dirigés par le Capcom, la seule personne qui pendant toute la mission sera en contact avec les astronautes : tous les ordres et les conseils passeront par son intermédiaire.

       Après plusieurs orbites et vérifications, le vaisseau est envoyé vers la Lune. Pour cela on rallume le moteur, les astronautes subissent une accélération importante, car la fusée doit atteindre une vitesse d'évasion de 11,2 km/s. Ensuite le vaisseau se dirige afin vers la Lune. Le vaisseau "final" (CSM : Command/Service Module + LEM : Lunar Excursion Module) se constitue.  Cette opération effectuée, l'ensemble du vaisseau est réorienté vers la Lune, une très légère poussée est effectuée, et le voyage Terre-Lune est donc engagé. En même temps, le moteur du troisième étage, qui ne sert plus à rien, est réorienté vers la Lune, où il finit par s'écraser quelques jours plus tard. Le voyage Terre-Lune dure 4 jours. Le contact perdure avec la centrale à terre durant cette période. Petit à petit, l'attraction terrestre diminue et celle de la Lune augmente. La vitesse de délibération de la Terre tend vers 0 : c'est à dire que la pesanteur terrestre a une emprise négligeable sur le vaisseau.

 

       Atteindre la Lune était encore une tâche facile et déjà effectué auparavant mais l’alunissage du LEM de la mission Apollo 11 fut le premier. Pour que l’engin se pose sur la Lune sans se casser il faut qu’il atteigne la vitesse zéro. La Lune n’a pas d’atmosphère, du moins elle y est tellement minime qu’elle est négligeable : il n’y a donc pas la possibilité de freinage grâce aux particules de l’air. La vitesse doit donc se perdre petit à petit grâce à l’utilisation d'une rétrofusée (un moteur de fusée qui fournit une poussée opposée au sens de mouvement d’un véhicule spatiale causant ainsi son freinage).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       C’est bien beau d’être atterri sur la Lune mais il ne faut pas oublier qu'il est indispensable pour  l’équipage de retourner sur Terre avant qu’il n’ait épuisé ses réserves d’air et de vivres.

Le LEM redécolle donc à une vitesse de 3km/s faisant l’opération inverse du ralentissement pour atteindre le point d’équilibre des attractions où il se rattachera au module de commande. Ensuite du point d’équilibre des attractions jusqu’à une altitude de 180 kilomètre environ au dessus de la Terre. A ce point là la fusée atteint une vitesse légèrement inférieur à la vitesse circulaire qui, pour rappel, est de 8 km/s. Enfin la descente se fait dans les mêmes conditions que l’alunissage du LEM, c'est-à-dire grace à des rétro fusées et des parachutes qui ralentissent l’engin et aident au freinage.La fusée atteint ainsi une dernière vitesse de 4km/s.